光纤通信设计报告.docx

1、光纤通信设计报告双声道功率放大器 1 课程设计的目的在很多电气设备中都有音响功率放大器，集成音响功率放大器具有工作稳定、性能好、易于安装调试、成本低等优点。集成功放加上前置放大器、音调控制电路就可构成音响放大器。前置放大主要完成对输入信号的放大，一般要求输入阻抗高、输出电阻低、频带宽、噪声小，音调控制主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减，功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标，要求功率高、失真尽可能小、输出功率大。1.1 设计目的（1）了解集成功率放大器内部电路工作原理，掌握外围电路的设计与主要性能参数的测试方法。（2）掌握音频功率放大器的设计方法与小型电子线路系统的装调技术。

2、（3）练习基本工具的使用；掌握电路连接的基本方法；练习掌握简电路的调试方法 。1.2 设计意义在光纤通信系统中，我们利用光电转换的过程展开联想，系统中结构都较为复杂，由于实验条件有限，我们经过讨论在电信号输出端实现放大。由此产生了音响放大器设计，使我们认识到一个简单的模拟电路系统应当包括信号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。信号源的作用是提供待放大的电信号。如果信号是非电量还须把非电量转换为电信号，然后进入输入级、中间级进行电流或电压放大，再进入输出级进行功率放大，最后去推动执行机构做某项工作。2 课程设计的任务与要求利用集成电路或分离元件制作一个音响放大器，可以放大话筒信号或毫伏级音频信

3、号。2.1 设计任务及主要技术指标 （1）双声道同时放大；（2）功率可调：02W；（3）负载阻抗：4；（4）输入阻抗：20K；（5）输出功率：双喇叭1W； （6）频率响应：2020KHz； （7）电路效率达到60以上；（8）失真小。 2.2 音响的技术指标 音响系统整体技术指标性能的优劣，取决于每一个单元自身性能的好坏，如果系统中的每一个单元的技术指标都较高，那么系统整体的技术指标则很好。其技术指标主要有六项：频率响应、信噪比、动态范围、失真度、瞬态响应、立体声分离度、立体声平衡度。（1）频率响应：所谓频率响应是指音响设备重放时的频率范围以及声波的幅度随频率的变化关系。一般检测此项指标以100

4、0Hz的频率幅度为参考，并用对数以分贝(dB)为单位表示频率的幅度。 音响系统的总体频率响应理论上要求为2020000Hz。在实际使用中由于电路结构、元件的质量等原因，往往不能够达到该要求，但一般至少要达到3218000Hz。（2）信噪比：所谓信噪比是指音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新的噪声的比值，其噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等等。一般检测此项指标以重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝(dB)来表示。一般音响系统的信噪比需在85dB以上。3 设计方案与论证根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，如：OCL、OTL或BTL电路。完成对高保真

5、音频功率放大器的设计、装配与调试。方案一：采用uA741运算放大器设计电路，uA741通用高增益运算通用放大器，早些年最常用的运放之一，应用非常广泛，为双列直插8脚或圆筒8脚封装。工作电压22V，差分电压30V，输入电压18V，允许功耗500mW。方案二：采用D2822双声道音频功率放大器，功率不是很大但以可以满足您的听觉要求了，且有电路简单、音质好、电压范围宽等特点。方案选取：uA741是通用放大器，性能不是很好，满足一般需求，而d2822是一块低电压、低功耗的集成块，所以选择d2822。4 设计原理及系统功能说明4.1 关于D2822的介绍TDA2822同代换D2882（都是小功率双声道功

6、放芯片）TDA2822是双声道音频功率放大电路适用于随身听、便携式的DVD、多媒体音箱等音频放音用；是一块低电压、低功耗的立体声功放。其中的主要部件TDA282集成芯片，工作电压宽1.8-12V皆可以正常工作，其工作电压最高可以达到15V。输出功率有1W*2不是很大但以可以满足我们一般的听觉要求，且有电路简单、音质好、电压范围宽等特点，采用双列直插8脚塑料封装（DIP8）。4.2 TDA2822电路的特点（1）电源电压降到1.8V时仍能正常工作。（2）交越失真小，静态电流小。（3）可作桥式或立体声式功放应用。（4）外围元件少。（5）通道分离度高。（6）开机关机无冲击噪声。4.3 引脚排列情况如

7、图4-1所示。图4-1 D2822引脚排列情况1脚3脚是左右输出通道5脚8脚是反相输入通道2脚4脚是正负电源通道6脚7脚是同相输入通道4.4 D2822引脚功能：引脚 主要功能 1 1通道输出 2 电源 3 2通道输出 4 地 5 2通道反向输入 6 2通道同向输入 7 1通道同向输入 8 1通道反向输入4.5 电路的工作原理 总体电路原理图：附录一音频信号经L-IN、R-IN输入，输入的音频信号经过电位器，电位器是可变电阻的一种，电位器由滑动部分和固定部分组成，改变滑动部分位置就可改变了电压大小，就可以调节音箱音量的大小了。然后在LC串联回路的作用下滤除其外来的干扰信号，由电容阻止交流信号通

8、过，最主要部分是集成块TDA2822的作用，TDA2822是音频功率放大器，是将输入进来的信号进行放大，如3-1电路原理图所示，管脚5、6、7、8是输入端；管脚1是输出端，2是接电源，管脚3同1也是输出端，管脚4接地。管脚1、3输出放大后的信号，经过LC回路滤除杂波，电容阻止交流通过，因为喇叭不能接收交流信号，否则烧坏喇叭。最后的信号通过喇叭重现完美音质。4.6 系统功能说明迷你音响的主要特征及功能主要表现在以下方面。第一：集功放、电池、双扬声器于一体。 第二：不需要长长的音频线，不需要外接电源，不管是高山流水般的清新韵律还是激情澎湃的DJ舞曲都能淋漓尽致地展现出来，一切的一切就只为了能随时随

9、地自由享受。 第三：设计简洁明了使用方便。具备3.5mm立体声音频输入接口，链接笔记本、桌面PC、手机、PSP、随身听、MD、Mp3、掌上计算机、PDA、Mp4、复读机、iPod 、手机和其它设备。 第四：迷你音箱只需与笔记本电脑、手机等设备连接就能播放美妙音乐。 第五：便携性能适用于户外运动探索者、休闲者，自行车户外运动者也适用于电脑扩音当成电脑小音箱。总之，迷你小音箱因为体积小播放时间长，外喇叭声音大，不像传业的MP3需要带上耳塞伤及耳膜已经得到了更多更广泛的人喜欢。5 单元电路的设计5.1 调音电路 调音单元电路如图6-1所示。图6-1 调音单元电路图中R2、R5是平衡电阻，调整它的阻值

10、可以对输入的音频信号进行不同程度的衰减，使左右声道达到平衡。2822可以采用直耦方式工作，但输入信号不能带直流成分。图中R1、C1和R4、C4为左右声道输入信号通道，可以除掉输入信号中的直流部分。 图中的VOL是双声道电位器，可以在保证左右声道音量相同的条件下调节音量。5.2 负载电路负载单元电路如图6-2所示。图6-2 负载单元电路图中C3、C6是输出耦合电容，这样可以滤掉集成块输出极输出的直流成分,防止线圈发热。R3、C2和R6C5是高次谐波抑制电路，防止电路振荡。5.3 电源指示及滤波电路电源指示及滤波单元电路如图6-3所示。图6-3 电源指示及滤波单元电路图中D1为发光二级管指示灯，用

11、于指示电源的通断。C8是滤波电容，改善音质。6 硬件的制作与调试6.1 对元器件的前期准备在拿到套件后，首先检查一下元器件是否与下面的元器件清单相符，例如清单给出的电阻阻值与色标是否相同，电容、电解是否相符，还有各种元器件的数目是否相等。这些都是最基本的检查工作。检查完这后再用万用表检测各元器件的性能参数与技术与标准对照看是否完好。元器件清单：附录二6.2 焊接与安装焊接是一项最重要的工序,为确保电路的导电性能良好正常工作，所以在焊接时注意以下几点：（1） 所有元器件引线均不得从根部弯曲。因为制造工艺上的原因，根部容易折断。一般应留15mm以上。（2）弯曲一般不要成死角，圆弧半径应大于引线直径

12、的12倍。（3）贴板插装稳定性好，插装简单；但不利于散热，且对某些安装位置不适应。悬空插装，适应范围广，有利散热，但插装较复杂，需控制一定高度以保持美观一致。（4）安装时不要用手直接碰元器件引线和印制板上铜箔。（5）插装后为了固定可对引线进行折弯处理。（6）焊接时尽可以能掌握好焊接时间，能快则快烙铁头应修整窄一些这样焊接时不会碰到相邻的焊接点，焊接的时间一般不能超过3秒，尤其是集成芯片。（7）.元器件的装插焊接应遵循先小后大，先轻后重，先低后高，先里后外的原则，这样有利于装配顺利进行。（8）在瓷介电容、电解电容及三极管等元件立式安装时，引线不能太长，否则降低元器件的稳定性；但也不能过短，以免焊

13、接时因过热损坏元器件。一般要求距离电路板面2mm，并且要注意电解电容的正负极性，以免插错。（9）集成芯片TDA2822在焊接时一定要看清缺口方向，和电路板上缺口方向要一致，要弄清引线脚的排列顺序，并与线路板上的焊盘引脚对准，核对无误后，先对角焊接1、8脚用于固定集成块，然后再重复检查，确认后再焊接其余脚位。焊接完后要检查有无虚焊，漏焊等现象，确保焊接质量。（10）焊接完毕后，在接通电源前，先用万用表仔细检查各管脚间是否有短路，虚焊、漏焊现象。如图是焊接好的电路实物图：附录三6.3 排除故障的方法（1）首先检查是否有漏、错、虚焊？ IC焊盘的间距小，是否因焊接不当引起短路？排除这些错误，再继续检

14、查。（2）送入音频信号，喇叭没声音，检查电源是否接通，指示灯是否点亮？开关是否虚焊？（3）指示灯亮，喇叭没声音，检查D2822管脚是否插反？用万用表测量D2822的输出端，静态时1、3脚的电压应在电源电压的一半左右。用金属镊子敲击6、7脚正常状态喇叭应有咯咯的声响。也可送入音频信号，检查喇叭是否发音。（4）根据上述提到的方法，逐一检查，总会找到故障或损坏的元件。6.4 音乐的调试首先查看音量开关，能正常转动。然后安装4节7号电池再把制作好的音箱外接线插在端口为3.5的插孔播放器（本次调试用的是MP3）上，把音箱开关推至ON 可以听到MP3里播放的音乐如果发现声音有异常，时有断续则重新打开外壳，

15、仔细检查喇叭线没有焊牢，并加以修正。修正好之后接上音乐信号源，试听音量和音调电路对音乐的调节效果。调节开关能够听到高提升和低音调的声音有明显的衰减。则调试成功。7 总结通过这次迷你小音箱的制作，让我提高了自己的焊接水平。在小音箱的制作过程中，我积极查阅相关资料，期间认识和熟悉了D2822功放芯片和B50K双声道电位器。遇到问题的时候通过万用表仔细检电路故障，让我敢于大胆尝试自己找出电路故障。积极和同学交流，在老师的帮助下最终完成了自己的电子小产品的制作与调试。期间查阅了部分资料，也丰富了我的知识储备。另外，通过这次设计过程，培养了严谨的工作作风，养成了良好的工作习惯，培养了争取的劳动观与人生观

16、，也培养了团队集体精神，培养了我们的实践能力和创新精神。加强了我们的动手能力，对于问题的分析能力，以及发现并解决问题的能力。同时，也让我从中体会到了要不断动手，不断向他人学习，这样才能不断提高自己，在挫折中不断磨练自己，坚持就是胜利。在于老师的沟通中，让我了解到了许多电子制作的常识和专业的前景。我相信在老师的帮助下，我会朝着自己兴趣所在方向继续努力不断进步、反思。本次模电课程设计制作，让我认识到了自己的焊接技术还有待很大提高，我对电子线路设计的认识明显不足，甚至对常用的功能性元器件认识不足。附录一：总体电路原理图总体电路原理图附录二：元器件清单序号名称规格用量位号1万用电路板1片2集成电路D28221块IC13发光二级管3MM绿色1支1支D14电位器B50K（双声道）1只VR15开关SK22D03VG21只K16电阻4.7R.4.7K各2支R3.R6.R1.R47电阻1K3支R2.R5.R78瓷介电容104P4支C1.C2.C4.C59超小电解100u.220u各2支C7.C9.C3.C610超小电解470uF/16V1支C811立体声插头3.5MM1根12喇叭4欧5W2只13电池座6V1块14导线若干元器件清单附录三：焊接电路实物图焊接电路实物图 焊接成品图